Guten Tag zusammen, ich habe kürzlich 4 komplett bestückte Leiterplatten geliefert bekommen, und stellte fest, dass der DCDC Wandler ca. 100mV Ripple produziert. Nach ersten Recherchen habe ich es verpasst neben den Keramikkondensatoren an Eingang und Ausgang low ESR-Kondensatoren zu verwenden (drauf gelötet waren günstige Elkos) Heute habe ich dann low-ESR Kondensatoren verbaut und siehe da: Ripple geht runter auf 48mV. Ist mir leider immer noch zu viel... Kann vielleicht mal jemand über das Layout sehen, ob ich einen einfachen Fehler gemacht habe? Von den Bauteilen her habe ich mich an die Herstellervorgaben gehalten. Lediglich ein kleiner "Trick" ist in der Schaltung enthalten, und war zwacke ich über einer Diode eine 5V-Spannung ab, die ich für die Versorgung von digitalen Hall-sensoren brauche). In LT-Spice hat's so funktioniert ;) Besten Dank im Voraus! Gruß, Jedi
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Yoda82 schrieb: > Kann vielleicht mal jemand über das Layout sehen, ob ich einen einfachen > Fehler gemacht habe? Kannst du diesen Plan lesen und auf dem Layout irgendwas erkennen? Da findet man ja nicht mal die Bauteile wieder... Und wo ist denn der Pin 1 vom Schaltwandler im Layout? Seis drum: Fehler 1: Signalleitung unter der Spule (und dann auch gleich noch die Feedbackleitung!) Fehler 2: Freilaufkreis nicht erkennbar... http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler Fehler 3: Der Ladestromkreis ist mit maximaler Größe ausgeführt... Fehler 4: Viel zu wenige Durchkontaktierungen auf der Masse. Die Masse "oben" weiß ja gar nicht, was sich auf der Masse "unten" tut. Fehler 5: Du hast das Bild 9 im Datenblatt nicht angeschaut... Dort wäre ein Beispiellayout gewesen. > In LT-Spice hat's so funktioniert ;) Jajaja, Simulationen haben ihre Grenzen. Aber das ist hier jetzt nicht vorrangig din Problem... > Lediglich ein kleiner "Trick" ist in der Schaltung Dir ist schon klar, dass dieser ominöse Trick einiges an Verlustleistung mit sich bringt (weil der ganze Laststrom zusammen mit der Zenerspannung eine Verlustleistung erzeugt)? Hat das die Simulation auch gezeigt?
Hallo Lothar,
vielen Dank für die Hinweise.
Anbei noch ein paar Fragen zur Rettung der ersten 4 Prototypen:
Fehler 1: Signalleitung unter der Spule
(und dann auch gleich noch die Feedbackleitung!)
>> Die Feedbackleitung geht vom Pin oben rechts zu den Keramikkondensatoren, nicht
direkt unter der Spule, aber der Weg ist etwas länger. Würde es was helfen mit
einem kleinen Draht Pin 1 und 6 zu brücken, und dann wahlweise die bisherige
Signalleitung zu trennen?
Fehler 2: Freilaufkreis nicht erkennbar...
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layo...
Der Freilaufkreis ist bei mir unten ausgeführt.
Fehler 3: Der Ladestromkreis ist mit maximaler Größe ausgeführt...
Du meinst die Fläche?
Fehler 4: Viel zu wenige Durchkontaktierungen auf der Masse.
Die Masse "oben" weiß ja gar nicht,
was sich auf der Masse "unten" tut.
Das kann ich jetzt leider nur noch durch Bohrmaschine und Drahtbrücken
lösen
Fehler 5: Du hast das Bild 9 im Datenblatt nicht angeschaut...
Dort wäre ein Beispiellayout gewesen.
vielen Dank in jedem Fall. Nehme die Kritik!
Yoda82 schrieb: > Der Freilaufkreis ist bei mir unten ausgeführt. Die Umschaltung zwishen Freilauf und Laden sollte im Idealfall keine großartige Richtungsänderung des Stromes mit sich bringen. > Du meinst die Fläche? Jawoll, die umspannte... Yoda82 schrieb: > Das kann ich jetzt leider nur noch durch Bohrmaschine und Drahtbrücken > lösen Und beachten: der Regler regelt zwischen "seinem" GND und dem Feedback (Vout) Anschluss. Die beiden müssen daher schon mitbekommen, was die Spannung da macht, wo du sie geregelt haben willst (am Ausgangskondensator). Wenn diese beiden Leitungen ungünstig an den Regler angebunden sind, dann regelt der sich selber bretteben, aber die Ausgangsspannung macht, was sie will. Als Trost: das nächste Layout wird sicher besser... ;-)
Hi! Die Ripplespannung mit nur einem LC-Filter wegbekommen ist sehr schwierig. Deutlich einfacher ist, es ein zweites LC-Filter zu verwenden: Die Spule kommt an Vcc und + vom 2. Elko, - vom 2. Elko an die Masse des 1. Elkos. Wichtig ist die Spannung (Masse UND Plus) am zweiten Elko abzugreifen. Gruß PP
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noch eine Idee: Ich wenn ich die Eingangskondensatoren umlöte, dann schaffe ich doch eigentlich genau diese beiden schön kurzen Schleifen, oder?
Yoda82 schrieb: > dann schaffe ich doch > eigentlich genau diese beiden schön kurzen Schleifen, oder? Sagen wir mal so: schlimmer wirds mit den Änderungen nicht werden. Aber richtig schön kompakt wäre das, wenn die Kondensatoren unter der Drossel und dem IC platziert wären... BTW: warum stören dich die 48mV Rippel überhaupt? Und: Wie hast du den gemessen? Wo war die Masseklemme?
Ich vermesse eine 48V Spannung und bei meinem Teiler machen 46mV grob 1V aus. Die 100mV vorher waren schlimmer... so geht's schon fast. Aber ich will ja keinen Mist designen wenn es besser geht. Für den DCDC Teil hab ich mir nur 2 Stunden gegönnt... war überrascht dass er lief. Also meinst Du die Änderungen lohnen sich?
gemessen hab ich an einer Messstelle, wo ich mit Tastkopf und Tastfeder kontaktieren kann, ohne große Fläche aufzuspannen. Quasi 3cm vom Spannungsausgang links entfernt.
Yoda82 schrieb: > Quasi 3cm vom Spannungsausgang links entfernt. Messen darfst du aber eigentlich nur am Ausgang deiner Versorgung. Dort also, wo geregelt wird, und die Schaltung "dahinter" angeschlossen ist bzw. sein sollte: am Ausgangskondensator.
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Ich habe jetzt das Board nochmal stark überarbeitet. Bei der bisherigen Schaltung war der DCDC-Wandler nicht wirklich sauber auf den Massepunkt angebracht, sondern hat seine Masse unter dem Controller durch gezogen. Um die Prototypen zu retten habe ich eine Masseleitung von Sternpunkt zum DCDC-Wandler parallel gelegt und konnte den Ripple auf 30mV reduzieren (Trotz der dadurch entstehenden Masseschleife). Würde mich freuen wenn ich zum neuen Design nochmal einen Kommentar bekäme speziell zur Frage, ob auf der unteren Masse die Unterbrechung überhalb der Spule Sinn hat, oder nicht. Ansonsten habe ich versucht die aufgespannte Fläche klein zu halten.
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Hier nochmal mit Text für besseres Verständnis.
Ähmm... Wenn du schon ein Redesign machst, warum siehst du dir nicht im Datenblatt mal das Bild 9 an? http://cds.linear.com/docs/Datasheet/3991fa.pdf
1 | Figure 9. A Good PCB Layout Ensures Proper, Low EMI Operation |
Wobei ich den unnötigen Wurmfortsatz unter der Spule da weglassen würde... ;-)
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Das Layout hab sich schon gesichtet, aber ich hab nur zwei Lagen... Wurmfortsatz ;) Die Alternative dazu ist im Anhang. Was ist besser als Groundplane?
Yoda82 schrieb: > Wurmfortsatz ;) Ich meinte den im Beispiellayout von LT... ;-) Dein Layout sieht jetzt (mal abgesehen von dieser seltsamen Z-Diode) recht brauchbar aus. Auch wenn mir die Leitung unter der Spule zum Pin 1 nicht so recht behagt (besonders, weil das ja die Sense-Leitung ist). Ich würde die irgendwie anders verlegen. Auf jeden Fall weg vom direkten Magentfeld...
also du meinst die letztere Variante ohne Unterbrechung in der Groundplane ist die bessere? Die Senseleitung muss ja leider irgendwie zum Ausgang. Ich wählen ob "kurz und nah bei der Spule" oder "große Fläche aber dafür weit weg von der Spule". Ich kann ja Spaß halber eine Alternativroute legen und dann umlöten. Aber sogar die schlechte Lösung von oben bringt um 30mVpp - das taugt. Die Z-Diode ist übringens genial für kleine Lasten. Meistens idelt der Wandler mit 100mA, davon 12mA auf der 5V Leitung. Das ist allemal günstiger als einen 5V DCDC + 3,3V LDO zu nehmen. Gruß und Danke für die Hilfe!
Yoda82 schrieb: > Ich kann ja Spaß halber eine Alternativroute legen und dann umlöten. Ich würde das nur so zum Lernen auf jeden Fall machen... ;-) > Aber sogar die schlechte Lösung von oben bringt um 30mVpp - das taugt. Richtig, das ist ganz brauchbar. > Die Z-Diode ist übringens genial für kleine Lasten. Meistens idelt der > Wandler mit 100mA, davon 12mA auf der 5V Leitung. > Das ist allemal günstiger als einen 5V DCDC + 3,3V LDO zu nehmen. Ja gut, aber die Qualität der 3,3V ist miserabel, weil diese Pseudo-Z-Dioden mit kleiner Spannung einfach nur mehrere in Reihe geschaltete normale Dioden mit entsprechend flacher Kennlinie sind...
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